Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


ќперационные ресурсы ÷¬ћ




ћножество всех аппаратных и программно реализуемых опера≠ций в Ё¬ћ составл€ет ее операционные ресурсы. Ё¬ћ, операцион≠ные ресурсы которых обеспечивают принципиальную возможность выполнени€ любого алгоритма обработки информации, называютс€ алгоритмически универсальными. ƒл€ алгоритмической универсальности Ё¬ћ достаточно наличи€ в ее опе-рационных ре≠сурсах лишь четырех операций: пересылки слова из любой €чейки пам€ти в любую другую €чейку, прибавлени€ и вычитани€ единицы к слову, условного перехода по совпадению слов, безусловного ос≠танова Ё¬ћ. ќднако лишь в некоторых простейших микропроцессорах набо-ры операций близки к минимальному. ¬ подавл€ющем большинстве Ё¬ћ и микропроцессоров операционные ресурсы значительно полнее и состо€т из дес€тков и сотен операций.

4.3. јппаратные средства ÷¬ћ: пам€ть, процессор, периферийные устройства

јппаратные средства любой алгоритмически универсальной Ё¬ћ можно разделить на три основные части: пам€ть, процессор и периферийные устройства (рис.2), причем число устройств па≠м€ти и процессоров в конкретных Ё¬ћ может варьировать от еди≠ниц до нескольких дес€тков, а периферийных устройств Ц до не≠скольких сотен штук. ѕам€ть Ё¬ћ служит дл€ хранени€ исходных данных, программ обработки информации, промежуточных и окончательных результатов. ¬ современ-ных больших универсальных Ё¬ћ пам€ть представл€ет собой сложную много-уровневую систему. ¬ этой системе можно выделить уровни сверхоперативной, опе- ра≠тивной, буферной и внешней пам€ти.  аждый последующий уро≠вень отличаетс€ от предыдущего важнейшими техническими характеристиками пам€ти Ц емкостью и быстродей≠ствием. ≈мкостью пам€ти называетс€ максимальное количество ин≠фор-мации, которое может быть в ней записано. Ѕыстродействие пам€ти характеризует- с€ длительностью операций чтени€ и записи Ц двух основных операций, выполн€е- мых в пам€ти Ё¬ћ. ƒл€ указан≠ной последовательности уровней пам€ти емкость растет в направ≠лении от сверхоперативной к внешней, а быстродействие уменьша етс€ в том же направлении. ¬ состав пам€ти Ё¬ћ могут входить также и программ- ные средства, обеспечивающие управление пере≠мещением информации по уровн€м па-м€ти, упор€доченное размещение информации, проведение специаль≠ных проверочных процедур и т. п. “ака€ пам€ть называетс€ вирту≠альной или математической пам€тью. ¬ малых Ё¬ћ и микроЁ¬ћ структура пам€ти существенно проще и включает один-два уровн€ (например, оперативную или оперативную и внешнюю).

 

 

–ис. 2

¬ процессоре Ё¬ћ сосредоточены все процессы по обработке ин≠формации. ѕроцессор состоит из арифметико-логического (операци≠онного) устройства и уст-ройства управлени€. јрифметико-логиче≠ским устройством (јЋ”) называетс€ та часть процессора, котора€ пред≠назначена дл€ выполнени€ арифметических и логи-ческих операций над словами, поступающими из пам€ти Ё¬ћ. ѕри этом слова (чи≠сла), над которыми выполн€етс€ некотора€ операци€ в јЋ”, называютс€ операн-дами. Ћюбое јЋ” имеет в своем составе несколько регистров и функциональных (комбинационных) схем. –егистры предназна≠чены дл€ хранени€ операндов в про- цессе выполнени€ операций, а с помощью функциональных схем выполн€ютс€ не- обходимые пре≠образовани€ операндов при передаче их с одного регистра на дру- гой. ¬се операции в јЋ” реализуютс€ как пространственно-временные последо-вательности некоторых элементарных операций (микроопераций) над словами, каж- да€ из которых €вл€етс€ сово≠купностью операций над буквами, составл€ющими данные слова.   числу основных элементарных операций, выполн€емых в јЋ”, от-нос€тс€:

1) передача (прием, выдача) операнда (слова) на регистр;

2) сдвиг (арифметический, циклический, логический, модифи≠цированный) опе-ранда на заданное число разр€дов;

3) прибавление к слову или вычитание из него 1 (в более общем случае Ц неко-торой константы);

4) сравнение операндов (по принципу Ђбольше Ц меньше Цравної);

5) поразр€дные логические операции дизъюнкции, конъюнкции, равнозначности и сложени€ по модулю, равному значности алфавита;

6) суммирование двух операндов, представл€ющих числа в од≠ной и той же сис- теме счислени€;

7) преобразование кодов операндов, включа€ инверсию, допол≠нение, дешифра- цию и др.

ѕеречисленные элементарные операции могут иметь несколько вариантов, например, сравнение может выполн€тьс€ по принципу Ђравно Ц неравної или как операци€ выделени€ большего операнда.

”стройство управлени€ (””) в составе процессора предназна≠чено дл€ рас-шифровки команд и формировани€ последовательно≠стей управл€ющих сигналов. Ёти сигналы включают в работу от≠дельные узлы процессора, что в итоге приводит к выполнению действий, указываемых командой. ƒл€ выполнени€ одной элементар≠- ной операции в јЋ” необходимо подать один сигнал от ”” по це≠п€м управлени€. »звестно три основных типа ”” Ц микропро≠граммные, аппаратные и смешанные.

¬ микропрограммных ”” каждому управл€ющему сигналу со≠ответствует определенное слово (часть слова), хран€щеес€ в специ≠альной пам€ти и называемое микрокомандой. ѕоследовательности управл€ющих сигналов дл€ некоторой опера- ции соответствует со≠вокупность микрокоманд, называема€ микропрограммой. ”прав-ле≠ние выполнением операции осуществл€етс€ путем чтени€ из микро≠программной пам€ти микрокоманд и их преобразовани€ в сигналы по управл€ющим цеп€м. »з-менение набора команд, выполн€емых процессором, сводитс€ к замене содержимо- го пам€ти микропро≠грамм и не требует изменени€ состава аппаратных средств Ё¬ћ.

¬ аппаратных ”” управл€ющие сигналы формируютс€ специ≠альными аппа-ратными средствами (электронными схемами) и изменение ранее заложенной струк-туры последовательностей этих сиг≠налов без изменений в аппаратных средствах здесь невозможно.

¬ ”” смешанного типа управление частью операций осуществ≠л€етс€ по микропрограммному способу, а другой частью Ч по ап≠паратному способу.

–азличают также централизованные и децентрализованные ””. ¬ централи-зованных ”” все управл€ющие сигналы, необходимые дл€ выполнени€ любой операции, вырабатываютс€ непосредствен≠но в ””. ѕри децентрализованном управ-лении ”” состоит из цен≠трального ”” (÷””) и устройств местного управлени€ (”ћ”).

÷”” формирует только основные управл€ющие сигналы, обыч≠но соответст-вующие виду выполн€емой операции (например, Ђум≠ножениеї, Ђсложениеї и т. п.). Ёти сигналы воздействуют на ”ћ”, которые и вырабатывают сигналы выполнени€ отдельных элемен≠тарных операций.

ѕериферийные устройства предназначены дл€ преобразовани€ формы пред-ставлени€ информации при вводе ее в Ё¬ћ и выводе из Ё¬ћ. «начение пе-риферийного оборудовани€ в обеспечении эффек≠тивного использовани€ Ё¬ћ очень велико. ¬ этом плане Ё¬ћ без периферийных устройств (пам€ть и процессор) мож- но сравнить с энергонасыщенным трактором в сельском хоз€йстве, дл€ которого не изготовлены прицепные или навесные оруди€ обработки земли. ƒл€ создани€ пе-риферийного оборудовани€ используетс€ очень широкий круг физических эффектов и €влений. ѕринципы построе≠ни€ н структуры периферийных устройств в значитель- ной степени завис€т от конкретных их применений.

Ё¬ћ, которые не €вл€ютс€ алгоритмически универсальными, а также Ё¬ћ, предназначенные дл€ решени€ задач одного класса (или даже одной задачи с раз- ными исходными данными), относ€тс€ к классу специализированных Ё¬ћ (проб-лемно-ориентированных или Ё¬ћ с жесткой программой). Ќекоторые из основных техни≠ческих характеристик (производительность, стоимость, надежность и др.) та- ких Ё¬ћ оптимизированы на конкретные применени€. —пециализированна€ Ё¬ћ (—Ё¬ћ) имеет одну программу или на≠бор переключаемых программ, записанных в пам€ть.   классу —Ё¬ћ относ€тс€ и неалгоритмические Ё¬ћ, в которых вычисли≠тельный процесс определ€етс€ не последовательностью и совокуп≠ностью элемен-тарных операций в зависимости от внешней измен€≠емой программы, а математичес-ким описанием процесса обработки информации, т. е. жесткой программой, поло-женной в основу по≠строени€ внутренней структуры аппаратных средств и св€зей между ними.

ƒва направлени€ развити€ средств ¬“ Ч по пути создани€ универсальных и специализированных Ё¬ћ не исключают, а вза≠имно дополн€ют друг друга. ”ни-версальные Ё¬ћ имеют очень широкую область применени€ и выпускаютс€ круп-ными сери€ми. ƒл€ решени€ же сравнительно узкого круга задач более эффектив- ны —Ё¬ћ.  ласс —Ё¬ћ €вл€етс€ областью апробации новых методов автоматиза- ции вычислений, которые затем получают дальней≠шее внедрение в универсальных Ё¬ћ.   числу таких методов, например, относ€тс€ многоуровнева€ обработка ин-формации с распараллеливанием вычислительного процесса на отдельные неза≠ви-симые ветви; децентрализаци€ вычислений с помощью много≠процессорных систем и аппаратно реализуемых подпрограмм (предпроцессоров); выполнение сложных математических операций и вычисление сложных функций аппаратным способом за одну команду; использование нетрадиционных систем счислени€ и способов пред-ставлени€ информации; организаци€ вычислений по принципу цифровой аналогии и др.

 

 





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-09-20; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 793 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

„тобы получилс€ студенческий борщ, его нужно варить также как и домашний, только без м€са и развести водой 1:10 © Ќеизвестно
==> читать все изречени€...

683 - | 688 -


© 2015-2023 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.01 с.